Σε μια εμβολοφόρο μηχανή εσωτερικής καύσης τα αέρια που παράγονται στον θάλαμο καύσης ωθούν το έμβολο προς τα κάτω προκαλώντας την απαραίτητη κινητήρια δύναμη. Η δύναμη αυτή μεταφέρεται μέσω του μηχανισμού εμβόλου - διωστήρα - στροφάλου στον κινητήριο άξονα της μηχανής με τη μορφή ροπής στρέψης. Με αυτό τον τρόπο μετατρέπεται η γραμμική κίνηση του εμβόλου σε περιστροφική κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα.

Στην παραπάνω διαδικασία σημαντικό ρόλο παίζει η πίεση των αερίων του θαλάμου καύσης, αφού από αυτήν εξαρτάται η δύναμη που αναπτύσσεται στην επιφάνεια του εμβόλου και ως συνέπεια, μέσω του κινηματικού μηχανισμού, η δύναμη κατά μήκος του διωστήρα της μηχανής και η αποδιδόμενη
ροπή στον στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα.

Η πίεση των αερίων (p) στο θάλαμο καύσης συνδέεται με τη δύναμη (F_G) που προκαλεί και με την επιφάνεια του εμβόλου (A) στην οποία επενεργεί, μέσω της μαθηματικής σχέσης:
p = F_G / A και ως προς τη δύναμη F_G = p ⋅ A

Η επιφάνεια του εμβόλου προσδιορίζεται από το εμβαδόν της κυκλικής (διαμέτρου D)
διατομής του: Α = π ⋅ D² / 4.

Στον θάλαμο καύσης 4-χρονης μηχανής Diesel ενός λεωφορείου αναπτύσσεται πίεση p=30bar (3.000.000 N/m²). Ποιος είναι ο μοχλοβραχίονας d της δύναμης που μεταβιβάζεται στον διωστήρα της μηχανής, ως προς τον άξονα του στροφαλοφόρου και ποια η ροπή Μ που προκαλεί;

Δίνονται: η διάμετρος του εμβόλου D=100mm (0,1m), η γωνία φ = 10^o και η απόσταση L=0,5m.

Σημείωση: Να μη ληφθεί υπόψη η πίεση που επικρατεί στον στροφαλοθάλαμο της μηχανής.

I. Διατηρώντας σταθερά τα δεδομένα της εφαρμογής (p=30bar, φ = 10^o , L=0,5m), δοκιμάστε να αλλάξετε μόνο τον τύπο του οχήματος από το αντίστοιχο μενού. Τι μεταβολές παρατηρείτε στους υπολογισμούς των φυσικών μεγεθών; Με ποιον τρόπο συνδέονται οι δυνάμεις και η αποδιδόμενη
ροπή με τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του αντικειμένου;